跳频通信系统抗干扰关键技术研究

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随着现代通信技术的发展,无线通信已经应用到人们生活的各个方面,通信设备间的干扰问题变得较为突出。特别是对于跳频通信系统,其应用环境更为复杂,研究其抗干扰技术有着非常重要的意义。本文主要从干扰检测以及干扰抑制两个部分来讨论跳频通信系统的抗干扰问题。无线电静默期的干扰检测其目的在于选择质量较好的频率信道或为选择合适的抗干扰通信体制提供依据。然而,从目前的研究状况来看,还很少有针对无线电静默期的干扰检测算法,本文借鉴认知无线电系统中的频谱感知算法的思想,给出了几种无线电静默期干扰检测算法,并在此基础上,提出了基于统计相关的多频带干扰检测算法。无线电静默期的干扰检测可以看作是一种主动干扰检测,相比而言,存在跳频信号时的干扰检测则是一种被动干扰检测。针对跳频通信系统的干扰检测,论文首先给出一种跳频系统宽带接收机模型,在此模型基础上,提出了跳频通信系统宽带能量检测算法,该算法不需要估计系统噪声功率,避免了因噪声功率估计误差而引起的检测性能下降。’宽带能量检测算法较为简单,但它并不是一种最优算法,为此,本文提出了基于广义似然比检验的跳频通信系统干扰检测算法,仿真结果表明,其性能要好于宽带能量检测算法,同时,该算法同样适用于无线电静默期的干扰检测。除了对干扰的存在性进行检测外,本算法还能对干扰功率,噪声功率以及干扰比例进行估计,这为干扰的抑制提供了必要的辅助信息。跳频通信系统的干扰抑制近年来的研究热点主要集中在快速跳频通信系统的干扰抑制算法上。论文首先总结了现有的快速跳频通信系统的分集合并干扰抑制算法,在此基础上,提出了快速跳频系统的选择分集合并算法,并进行了性能推导和实验仿真,结果表明,具有高分集度的选择分集合并接收机性能几乎不受干扰影响。针对噪声归一化接收机,与以往研究结果利用数值计算估计其误码率不同的是,本文从复变函数相关理论出发,给出了其误比特率的闭合表达式。研究表明,现有针对快速跳频通信系统在存在部分频带干扰时的性能分析方法只适用于分组跳频系统,而并不适用于独立跳频系统。针对这一问题,本文给出了快速跳频独立跳变BFSK系统在部分频带干扰下的抗干扰性能分析。最坏部分频带干扰是跳频通信系统中被广泛研究的一个问题,它是站在干扰者的角度去看待问题的。如果站在发信者的角度,则存在着一个最佳分集度,相应的接收机也存在着一个最佳性能,本文首次研究了快速跳频系统接收机的最佳性能。在差分跳频的干扰抑制方面,首先从G函数的设计角度出发,给出了一种增强型差分跳频G函数设计方案,使得G函数的最小自由距离不再受跳频点个数限制,提高了系统的抗干扰性能。在信号检测方面,借鉴快速跳频系统的分集合并思想,给出了差分跳频噪声归一化接收机,并进行了性能分析和实验仿真,结果表明,它能提高差分跳频系统抗干扰性能。本文较为系统的研究了跳频通信系统的抗干扰技术,所得到的研究成果具有一定的理论价值和应用价值。
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